|
|
Информационные технологии управления. Информационные технологии и информационные системы Информация. Информатика. Микроэлектроника
Интегрированная информационная среда CALS
При использовании современных ИТ и КИС возникает проблема информационного обмена между различными участниками ЖЦ изделия (заказчиков, разработчиков, производителей, эксплуатационников и т. д.). При переносе данных из одной автоматизированной системы в другую требуются большие затраты труда и времени дл повторной кодировки, что приводит к многочисленным ошибкам. Разные системы «говорят на разных языках» и плохо понимают друг друга.
Кроме того, по мере усложнения изделий происходит резкий рост объемов технической документации. Сегодня эти объемы измеряются тысячами и десятками тысяч листов, а по некоторым изделиям (например, кораблям) — тоннами. При использовании бумажной документации возникают значительные трудности при поиске необходимых сведений, внесении изменений в конструкцию и технологии изготовления изделий. Возникает множество ошибок, на устранение которых затрачивается много времени. В результате резко снижается эффективность процессов разработки, производства, эксплуатации, обслуживания, ремонта сложных наукоемких изделий. Возникают трудности во взаимодействии заказчиков и производителей, как при подготовке, так и при реализации контрактов на поставки сложной техники.
Системная информационная поддержка и сопровождение ЖЦ изделия осуществляется в интегрированной информационной среде, определяемой как совокупность распределенных баз данных, содержащих сведения об изделиях, производственной среде, ресурсах и процессах предприятия, обеспечивающая корректность, актуальность, сохранность и доступность данных тем субъектам производственно-хозяйственной деятельности, участвующим в осуществлении ЖЦИ, которым это необходимо и разрешено.
Информация об изделии - это набор данных, которые порождаются и используется на всем его ЖЦ и включают в себя информацию о конфигурации и структуре изделия, характеристики и свойства, организационную информацию (описание процессов, связанных с изменением данных об изделии, необходимые ресурсы - люди, материалы, т.д.), информацию о проведенных контрольных испытаниях, документы, которыми обрастает изделие с момента его проектирования до его продажи и дальнейшего обслуживания, и т.д.
Информационная среда, реализующая три выше перечисленных принципа, называется интегрированной информационной средой (ИнИС), или единым информационным пространством.
Интегрированная информационная среда - это специальным образом организованное хранилище данных, представляющее собой совокупность распределенных баз данных, в которой действуют единые, стандартные правила хранения, обновления, поиска и передачи информации, через которую осуществляется безбумажное информационное взаимодействие между всеми участниками ЖЦ изделия. При этом однажды созданная информация хранится в интегрированной информационной среде, не дублируется, не требует каких-либо перекодировок в процессе обмена, сохраняет актуальность и целостность. Включает инфраструктуру, средства и протоколы взаимодействия.
Интегрированная информационная среда, в соответствии с концепцией CALS, представляет собой модульную систему, в которой реализуются следующие базовые принципы:
прикладные программные средства отделены от данных;
структуры данных и интерфейс доступа к ним стандартизованы;
данные об изделии, процессах и ресурсах не дублируются, число ошибок в них минимизируется, обеспечивается полнота и целостность информации;
прикладные средства работы с данными представляют собой, как правило, типовые коммерческие решения различных производителей, что обеспечивает возможность дальнейшего развития информационной среды.
В рамках хранилища каждое приложение может на основе уже существующей общедоступной информации создавать новый тип данных, также доступный всем элементам системы. Однако ИнИС - это не только хранилище, но и единый механизм управления доступом, позволяющий предоставлять разным группам пользователей различный объем данных. ИнИС - это комплекс административных и системных мероприятий, обеспечивающих выполнение следующих правил:
один источник данных – имеет много потребителей;
каждый потребитель -собственный способ предоставления информации;
В основе концепции ИнИС лежит использование открытых архитектур, международных стандартов и апробированных коммерческих продуктов обмена данными. Стандартизации подлежат форматы представления данных, методы доступа к данным и их корректной интерпретации. Наличие ИнИС позволяет стандартизовать, формализовать, упростить и ускорить обмен информацией между организациями и структурными единицами организаций в ходе проектирования, производства, эксплуатации и сервисного обслуживания продукции.
При создании нового изделия и технологической подготовке его производства средствами конструкторских и технологических САПР ( CAD / CAM ) в ИнИС создаются информационные объекты (ИО), описывающие структуру изделия, его состав и все входящие компоненты: детали, подузлы, узлы, агрегаты, комплектующие, материалы и т.д.
Каждый ИО обладает набором характеристик (атрибутов), описывающих свойства реального объекта, отображением которого является ИО. С точки зрения системы качества такими характеристиками являются технические требования и технические условия, которым должен удовлетворять реальный объект, карты контроля, инструкции и т.д. Кроме информации об изделии, в ИнИС содержится информация о производственной среде предприятия: о производственной и управленческой структуре, о технологическом и вспомогательном оборудовании, о персонале, финансах и т.д. В числе этих данных находятся и данные, относящиеся к системе качества.
Для создания ИнИС, сулящей многократное повышение эффективности процессов ЖЦ изделий, необходимо выполнить комплекс организационных, научно-исследовательских, проектных и иных работ, направленных на создание новой культуры инженерной деятельности.
В рамках ИнИС функционирует Единая интегрированная модель изделия– иерархически организованная модель, содержащая всю информацию об изделии, требуемую на любом из этапов ЖЦИ, при построении каждого из фрагментов которой использовались единые средства и методы построения.
Под понятием “единая модель” подразумевается модель, содержащая всю информацию об изделии, требуемую на любом из этапов ЖЦИ. Под понятием “интегрированная” подразумевается модель, при построении каждого из фрагментов которой использовались единые средства и методы построения моделей. Также подразумевается обеспечение целостности всей модели, описывающей изделие.
ПРИМЕР . Созданные в такой САПР данные могут использоваться для построения модели изделия обеспечивающей:
сборку на экране сложных компонент, включая электрические и гидравлические магистрали и соединения;
проверку на конфликты и структурную целостность изделия;
проверку основных механических, электрических, гидравлических и других параметров изделия;
моделирование процессов монтажа изделия у заказчика;
данными для обучения пользователей,
данными для технического обслуживания:
данными по утилизации отслужившего срок службы изделия.
|
Концепция CALS
CALS ( Continuous Acquisition and Lifecycle Support ) — непрерывное интегрированное информационное обеспечение участников жизненного цикла изделия данными об изделиях, связанными с ними процессами и средой преимущественно в электронном виде.
CALS –
это концепция, суть которой заключается в создании единой интегрированной модели изделия, сопровождающей изделие на всем протяжении его ЖЦ и отражающей все аспекты изделия – и его свойства, и знания об изделии и о производстве изделия.
это совокупность принципов и технологий информационной поддержки ЖЦ продукции на всех его стадиях.
это идеология создания единой информационной среды для процессов проектирования, производства, испытаний, поставки и эксплуатации продукции.
Русскоязычный аналог понятия CALS — информационная поддержка ЖЦ изделий (ИПИ). В последнее время за рубежом наряду с CALS используется также термин PLM ( Product Lifecycle Management ). 
Ключевая идея ИС, разрабатываемых на основе CALS , заключается в создании единой сложной модели разрабатываемого изделия. С этой моделью взаимодействует каждый участник всего ЖЦ изделия, начиная с момента исследования потребности рынка в изделии с конкретными потребительскими свойствами и кончая его утилизацией после окончания срока их эксплуатации. При этом работа каждого отдельного участника исключает помехи действиям других участников, исключается также неоднозначность определения изделия, т.к. имеется только одна актуальная копия данных, представляющих отдельную деталь, подсборку, шага анализа и расчета технических параметров или траекторию режущего инструмента для обработки на станках с ЧПУ.
CALS-идеологию составляет набор принципов, основанный на достижениях ИТ:
представление, обработка, обмен и управление данными в электронном виде;
многократное использование данных с минимальными изменениями и затратами;
оптимизация и унификация способов представления, обработки и передачи данных об изделии, процессах, среде;
интеграция и оптимизация информационного взаимодействия всех участников жизненного цикла изделия.
|
Параллельный инжиниринг
Параллельное проектирование ( concurrent engineering )обеспечивает информационное взаимодействие многих удаленных участников проектирования сложных технических систем. При этом обмен информацией идет на всех этапах проектирования, что позволяет организовать сокращение сроков за счет распараллеливания проектных задач.
Принцип параллельного инжиниринга предполагает выполнение процессов разработки и проектирования одновременно с моделированием процессов изготовления и эксплуатации. Сюда же относится одновременное проектирование различных компонентов сложного изделия. При параллельном инжиниринге многие проблемы, которые могут возникнуть на более поздних стадиях ЖЦ, выявляются и решаются на стадии проектирования. Такой подход позволяет улучшить качество изделия, сократить время его разработки и изготовления, уменьшить затраты.
Отличиями параллельного инжиниринга от традиционного подхода к организации процессов инженерной деятельности являются:
ликвидация традиционных барьеров между функциями отдельных специалистов и организаций путем создания многопрофильных рабочих групп, в том числе территориально распределенных;
итеративность процесса приближения к необходимому результату
|
Реинжиниринг бизнес-процессов
Концепция CALS предполагает последовательное непрерывное изменение и совершенствование бизнес процессов разработки, проектирования, производства и эксплуатации изделия. Для этого рекомендуется использовать разнообразные методы, такие как реинжиниринг бизнес процессов ( business process reengineering ), бенчмаркинг ( benchmarking ), непрерывное улучшение процессов ( continuous process improvement ) и другие.
CALS-технологии внедряются для решения задач упрочнения рыночного положения корпорации, расширения экспорта, повышения конкурентоспособности продукции. Основой успешного внедрения является детально проработанный подход, включающий разработку концепции внедрения CALS на предприятии, определение затрат и экономического эффекта от внедрения CALS , планирование внедрения. Основной эффект достигается за счет реформирования процессов и применения CALS -технологий информационной интеграции.
Реформирование процессов включает в себя бизнес-моделирование, анализ действующих процессов и определение потребностей, на основе которых может быть осуществлена:
замена существующих процессов новыми
автоматизация процессов
частичная адаптация процессов
отдельные изменения.
Общий сценарий этой работы таков – сбор исходных данных (обследование), моделирование, анализ выявленных проблем. На основе полученной модели рассчитываются и анализируются набор характеристик процессов, среди которых:
распределение затрат или времени выполнения процессов
потенциал ресурсов и их фактическое использование
рациональность взаимодействия и взаимосвязей в процессах.
Задачи, которые решаются на этой основе:
анализ и реинжиниринг (реформирование) бизнес-процессов
проектирование информационной инфраструктуры, процедур и регламентов информационного взаимодействия
разработка регламентов и процедур обеспечения качества продукции и создания систем обработки данных о качества (кстати, на эту тему запланировано отдельное выступление)
разработка систем документооборота, СТП, должностных инструкций и др.
задачи анализа рисков в плане информационной безопасности.
|
Системы CALS
Это автоматизированные логистические системы хранения, обработки и передачи информации в компьютерных средах, обеспечивающие оперативный доступ к данным в нужное время и в нужном месте
Под CALS-системой понимают автоматизированную систему управления, которая интегрирует информационные процессы в едином информационном пространстве и управляет интегрированным информационным обеспечением участников жизненного цикла изделия.
В отличие от интегрированных автоматизированных систем управления производством, CALS-система охватывает все стадии ЖЦ (см. рисунок). Единая интегрированная модель продукта и его ЖЦ, описывает объект настолько полно, что выступает в роли единого источника информации для любых выполняемых в ходе ЖЦ процессов.
Весь объем информации об изделии можно распределить по этапам его ЖЦ:
конструкторские данные об изделии - совокупность информационных объектов, порождаемых в процессе проектирования и разработки изделия, содержащая сведения о составе изделия, о геометрических моделях изделия, его компонентах и их технических характеристиках, об их отношениях в структуре изделия, о результатах расчетов и моделирования, о допусках на изготовление деталей и т.д.
технологические данные об изделии - совокупность информационных объектов, порождаемых на стадии технологической подготовки производства и ассоциированных с информационными объектами, описывающими изделие и его компоненты. Содержит сведения о способах изготовления и контроля изделия и его компонентов в процессе производства (в том числе входного контроля покупных изделий и материалов). Включает описание маршрутных и операционных технологий, нормы времени и расхода материалов, управляющие программы для станков с ЧПУ, а также данные для проектирования приспособлений и специального режущего и мерительного инструмента и т.д.
производственные данные об изделии - совокупность информационных объектов, порождаемых в процессе производства, ассоциированная с информационными объектами, описывающими изделие и его компоненты, содержащая сведения о статусе конкретных экземпляров изделия и его компонентов в производственном цикле.
данные о качестве изделия - совокупность информационных объектов, порождаемых при выполнении всех видов контроля, ассоциированная с информационными объектами, описывающими изделие и его компоненты, содержащая сведения о степени соответствия конкретных экземпляров изделия и его компонентов заданным техническим требованиям, техническим условиям, требованиям стандартов и других нормативно-технических документов.
логистические данные об изделии - совокупность информационных объектов, порождаемых в процессе проектирования и разработки, ассоциированная с информационными объектами, описывающими изделие и его компоненты, содержащая сведения, необходимые для интегрированной логистической поддержки изделия на постпроизводственных стадиях ЖЦИ.
эксплуатационные данные об изделии - совокупность информационных объектов, порождаемых в процессе проектирования и разработки, содержащая сведения, необходимые для организации обслуживания, ремонта и других действий, обеспечивающих работоспособность изделия. Включает интерактивное электронное техническое руководство по эксплуатации и ремонту (ИЭТР).
| |
|
|
Скачать 2.04 Mb.